近年来,电动汽车因节能、环保等优点成为汽车工业发展的重要方向之一。作为电动汽车的储能单元,电池的性能对车辆的动力性、经济性和可靠性有着重要影响,而电池的建模以及荷电状态（State of Charge,SOC）估计是电池相关研究的两大热点。本文基于分数阶微积分理论与电池阻抗谱图分析,对三元锂离子电池分数阶建模及其参数辨识进行研究,并以该模型为基础,实现了电池SOC离线和在线估计。主要研究内容有:（1）基于电池充放电测试平台,设计了软包镍铬锰三元锂电池充放电试验与混合动力脉冲能力特性测试工况实验,通过实验数据分析,获取了电池的实际容量以及SOC与开路电压的关系曲线。建立了三元锂电池的整数阶等效电路模型,并得到不同SOC下的电池模型参数。（2）为了更为准确地描述锂离子电池的极化过程与弥散效应,基于电池电化学测试平台,设计了镍铬锰三元锂电池的电化学阻抗谱测试试验。获取了电化的电化学阻抗频谱图,并采用具有分数阶特性的恒相元件建立了三元锂电池的分数阶等效电路模型。（3）为准确建立离线状态下的电池模型,运用粒子群优化算法分别对分数阶模型和整数阶模型进行了参数辨识研究。以动态应力测试工况和美国联邦城市驾驶工况数据为基础,研究了粒子群优化算法中各参数取值对模型精度和算法计算量的影响,从而确定了参数的最优值,并验证了分数阶模型精度高于整数阶模型。同时,采用自适应扩展卡尔曼滤波算法,分别对分数阶模型和整数阶模型进行SOC估计研究,结果表明分数阶模型的SOC估计精度高于整数阶模型。（4）为准确建立在线状态下的电池模型,运用递归最小二乘法分别对分数阶模型和整数阶模型进行了在线参数辨识研究并验证了分数阶模型精度优于整数阶。在参数在线辨识的基础进一步融合自适应扩展卡尔曼滤波算法构建了模型参数与SOC的联合估计器。研究结果表明:高SOC段的二阶分数阶模型SOC估计精度高于二阶整数阶,低SOC段的二阶整数阶模型SOC估计精度高于二阶分数阶;一阶分数阶模型的SOC估计精度高于二阶分数阶和二阶整数阶模型,但模型精度低于两者。